水下声学监测系统

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水下声学监测系统是一个全球性的高灵敏度水听器网络;它的发展历程将一套军事监听系统转变为聆听海洋的工具,而海洋是人类感官无法直接感知的。美国海军于二十世纪六十年代首次部署该系统,用于监测俄罗斯潜艇;苏联解体后,该系统于1991年解密,使美国国家海洋和大气管理局的科学家得以使用其数据。该系统在小说中的重要性,既在于其传感器能够识别的事物,也在于那些仍无法解释的声音——技术让海洋变得可供解读,却始终不能让人完全了解它。

军事起源与科学界的使用

水下声学监测系统这一名称意为“声音监视系统”。它在冷战时期的用途是利用由灵敏水下监听站组成的网络,通过声音探测和追踪潜艇。系统解密后,美国国家海洋和大气管理局的科学家得以获取其录音,并将其纳入海洋声学环境研究。系统用途的转变并未抹去它的军事起源——最初为监视而发展出的同一种能力,也能揭示动物、地质过程以及其他水面下来源发出的声音。

小说将该网络描写为不断扩展的科学研究工作的一部分,而非一个固定且无所不知的装置。美国国家海洋和大气管理局增设了自己的系统,水听器网络也逐年向海洋更深处探测。每次扩展都会带来更多录音,也让人们有更多机会为过去未曾听闻的声音分类。因此,数据的累积拓宽了知识,却没有消除所有不确定性;聆听范围扩大,既带来新的辨识结果,也让人们更清楚地列出仍然未知的事物。

水下声音如何成为证据

在一次简报会上,杰克·范德比尔特解释说,水下声学监测系统不只能记录噪声——分析人员还可以根据声音辨识物体,并估算其大小、速度、动力来源、行进方向和距离。该系统依赖声音在水中传播效率高这一特点。范德比尔特举例说明了这种传播距离——夏威夷附近的一头蓝鲸发出的声音,大约一小时内就能在加利福尼亚听到。因此,声学监测无需直接看见声源,就能将相距遥远的地点联系起来。

这项能力之所以重要,是因为海洋的声音景观大多无法通过未经辅助的人耳听见。文中指出,低于十六赫兹的声音在深海中响亮得震耳欲聋,但必须以实际速度的十六倍播放,人才听得见。经过这种转换后,水下地震听起来像雷鸣,座头鲸的叫声像鸟鸣,而蓝鲸则发出传播距离很远、节奏断续的信息。这样的处理并非只是让海洋变得更响,而是把超出日常感知范围的信号转换成人们能够检查和比较的形式。

这些录音也打破了海洋只是寂静背景的想象。水下声学监测系统每年录制的声音中,近四分之三都被石油公司气枪发出的响亮、有节律的隆隆声主导;这些气枪用于探测海床的地质结构。除动物叫声、地震声、咔嗒声、咕噜声、冒泡声、吱吱声和低语声外,工业噪声也占据了档案中的很大一部分。该网络让生物活动和人类活动都变得可听见,并将二者置于同一个声学环境之中。

抗拒归类的信号

水下声学监测系统的分析能力有其限度。范德比尔特指出,档案中的大多数声音都能分类,但仍有一些例外。默里·尚卡尔介绍了“上升音”——它于1991年首次录得,因音量很大而在整个太平洋都能探测到。其表观声源位于南纬54度、西经140度附近,但起源至今仍然未知。一种可能的解释认为,智利和新西兰之间一片水下山脉地带的海水与熔岩之间产生了共振;文中将其作为一种理论提出,而非已经确定的结论。

简报还向听众介绍了其他异常录音。朱莉娅录于1999年,其频率迅速变化,并断续发出类似鲸歌的音符。Scratch信号于1997年由赤道太平洋的一组自主水听器阵列探测到,在半径五公里范围内都能听见。这些例子扩充了信号目录,却不能证明它们具有共同的来源或解释。将它们并列呈现,显示了从接收到一段记录到确认其成因之间所需的诠释工作。

叙事作用

水下声学监测系统为人物提供了调查无法直接目睹之事的手段。在一段叙述中,一台URA水下机器人潜水机器人在一个发光云团成形前几秒探测到声音;机器人的水听器记录下人耳无法听见的声音,这段录音于是成为待研究的证据。这一情节使声学数据成为线索,而非完整答案——信号先于可见现象出现,但仅凭现有信息并不能解释该现象的性质。

因此,这一网络体现了贯穿作品的探测与理解之间的张力。它能够定位、比较和分类;它能将来自遥远海域的声音传入科学档案,使之可供分析。然而,未知录音之所以重要,恰恰是因为它们无法纳入系统的分类。水下声学监测系统将人类的感知延伸至深海,而那些尚未得到解释的声音则提醒人物,聆听并不等同于理解。

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